JP2006229374A - Frequency difference detection apparatus and method, frequency discrimination apparatus and method, and frequency synthesizer and method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力信号の周波数と所定の基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出装置、該周波数差を判別する周波数判別装置、および当該周波数差検出装置や、周波数判別装置の判別結果に基づいて入力信号と等しい周波数を合成する周波数合成装置に関する。本発明は特に、多くの雑音を含む入力信号において高い検出制度、判別精度を有する周波数差検出装置及び周波数判別装置に関するものである。 The present invention relates to a frequency difference detection device that detects a frequency difference between a frequency of an input signal and a predetermined reference frequency, a frequency discrimination device that discriminates the frequency difference, and a discrimination result of the frequency difference detection device and the frequency discrimination device. The present invention relates to a frequency synthesizer that synthesizes a frequency equal to an input signal based on the frequency. In particular, the present invention relates to a frequency difference detection device and a frequency discrimination device having high detection system and discrimination accuracy in an input signal including a lot of noise.
入力信号の周波数分布を測定する装置としては、例えばスペクトラムアナライザがある。特許文献1にはスペクトラムアナライザの検波器として使用可能な回路の構成が示されている。ここでは帯域制限された入力信号を、局部発振器で発生した複素正弦波を用いて低周波に変換し、低域通過型フィルタで不要な高周波成分を除去することにより、入力信号の振幅および位相を検出している。同様の構成は特許文献2にも見られる。ここでは振幅変調によって生成された高周波信号から、変調信号の振幅を検出する復調器の一部として用いられている。振幅変調とは、搬送波を用いて変調信号の周波数分布をそのまま高周波側にシフトするものであるから、その復調器は、入力信号の周波数分布を搬送波周波数だけ低周波側にシフトさせて検出する回路であると見なすこともできる。
As an apparatus for measuring the frequency distribution of an input signal, for example, there is a spectrum analyzer.
これに対して、入力信号の全体的な周波数分布を検出するのではなく、入力信号が特定の周波数成分を含んでいるか否かを自動的に判別したい場合がある。たとえばアナログ放送におけるカラーテレビジョン方式を判別したい場合がある。日本や米国で採用されているNTSC方式では色副搬送波周波数が約3.58MHz(正確には3.579545MHz)であるのに対して、欧州で採用されているPAL方式では色副搬送波周波数は約4.43MHz(正確には4.43361875MHz)と異なる周波数が採用されている。またSECAM方式では1水平期間ごとに色副搬送波周波数が4.25MHzと4.40625MHzで切り替わるようになっている。このため全世界対応のカラーテレビジョン受信機では入力映像信号の色副搬送波周波数を判別する回路が必要となる。 On the other hand, instead of detecting the overall frequency distribution of the input signal, there is a case where it is desired to automatically determine whether or not the input signal includes a specific frequency component. For example, there is a case where it is desired to determine a color television system in analog broadcasting. In the NTSC system adopted in Japan and the United States, the color subcarrier frequency is about 3.58 MHz (precisely 3.579545 MHz), whereas in the PAL system adopted in Europe, the color subcarrier frequency is about A frequency different from 4.43 MHz (exactly 4.4361875 MHz) is employed. In the SECAM system, the color subcarrier frequency is switched between 4.25 MHz and 4.40625 MHz every horizontal period. For this reason, a global color television receiver requires a circuit for determining the color subcarrier frequency of the input video signal.
カラーテレビジョン信号の伝送では、伝送路の特性により色副搬送波の振幅が大きく減衰したり、多くの雑音が混入したりすることがある。したがって、スペクトラムアナライザと同様な構成で周波数ごとの信号振幅や信号電力を計測し、さらに回路を追加して特定の周波数成分について計測値の大小を評価するだけでは、必ずしも入力映像信号の色副搬送波周波数を正しく判別することはできない。 In the transmission of color television signals, the amplitude of the color subcarrier may be greatly attenuated or a lot of noise may be mixed due to the characteristics of the transmission path. Therefore, it is not always necessary to measure the signal amplitude and signal power for each frequency with the same configuration as the spectrum analyzer, and to evaluate the magnitude of the measured value for a specific frequency component by adding a circuit. The frequency cannot be determined correctly.
特許文献3は、色副搬送波周波数が3.58MHzであるか4.43MHzであるかを判別する回路の例である。ここでは、4.43MHz周辺に阻止域を持つトラップフィルタを用いている。入力映像信号から色副搬送波周波数の基準となるカラーバースト信号を抽出し、カラーバースト信号をトラップフィルタに通して得られる信号と、カラーバースト信号そのものとを比較し、トラップフィルタによりカラーバースト信号が減衰していれば入力映像信号の色副搬送波周波数は4.43MHz、減衰していなければ3.58MHzであると判別している。この方法は周波数判別結果がカラーバースト信号の振幅に依存しないことが特徴であるが、ノイズ振幅が大きい場合にはノイズ成分がトラップフィルタによって減衰するか否かによって誤った周波数判別を行う可能性がある。
一方、特許文献4は、1水平期間ごとに色副搬送波周波数が異なることを判別する回路の例であり、この判別結果を用いて入力映像信号がSECAM方式であることを識別している。ここでは、RLC共振回路の位相遅延が共振周波数の高周波側ではほぼ+90度になり、低周波側ではほぼ−90度になることを利用している。共振回路の共振周波数が多少ずれても判別に影響がないようにするため、5.06MHzの複素正弦波を用いて4.40625MHz(または4.25MHz)の色副搬送波を654kHz(または810kHz)の低周波に変換し、共振回路の共振周波数を732kHzとしている。低周波に変換された信号の実数成分を共振回路に通したものと、虚数成分を乗算すれば、乗算結果の正負を検出することによって、入力信号の周波数が基準周波数(5.06MHz−732kHz=4.328MHz)よりも高いか低いかが判別できる。
On the other hand,
この方式は、周波数判別結果が色副搬送波の振幅に依存しないことに加え、ノイズに対しても比較的影響を受けにくい点が特徴であるが、大きな周波数差を判別する用途には向いていない。共振周波数に対する周波数差が小さい場合であっても周波数判別精度を落とさないようにするためには、Q値の高い共振回路を使用する必要がある。Q値が高い共振回路を使用すると、共振周波数に対して周波数差が大きい入力信号は共振回路を通過できなくなるため、周波数差に関わらず乗算結果は0に近くなる。入力信号の周波数が共振周波数に近い場合も乗算結果は0に近い値となるから、実質的に共振周波数に対して周波数差が大きい入力信号については正しい周波数判別は困難である。したがって、SECAM方式であることを識別するこの回路をそのまま用いて、色副搬送波周波数が3.58MHzであるか4.43MHzであるかを高い精度で判別することはできない。 This method is characterized by the fact that the frequency discrimination result does not depend on the amplitude of the color subcarrier and is also relatively insensitive to noise, but is not suitable for use in discriminating large frequency differences. . In order to prevent the frequency discrimination accuracy from being lowered even when the frequency difference with respect to the resonance frequency is small, it is necessary to use a resonance circuit having a high Q value. When a resonance circuit having a high Q value is used, an input signal having a large frequency difference with respect to the resonance frequency cannot pass through the resonance circuit, so that the multiplication result is close to 0 regardless of the frequency difference. Even when the frequency of the input signal is close to the resonance frequency, the multiplication result is a value close to 0. Therefore, it is difficult to determine the correct frequency for an input signal having a substantially large frequency difference with respect to the resonance frequency. Therefore, it is impossible to determine with high accuracy whether the color subcarrier frequency is 3.58 MHz or 4.43 MHz using this circuit for identifying the SECAM system as it is.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、入力信号の周波数と基準周波数の値によらず両者の周波数差を判別することが可能であり、かつノイズに影響されにくい周波数差検出装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of determining the frequency difference between the two regardless of the frequency of the input signal and the reference frequency and is less susceptible to noise. The object is to obtain a difference detection device.
この発明は、
入力信号の周波数と所定の基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出装置において、
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を時間方向に積算する第1の積算手段と、
前記第1の積算手段の積算結果の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記入力信号の瞬時振幅の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段の演算結果を時間方向に積算する第2の積算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の積算手段の積算結果の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置を提供する。
This invention
In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
First integrating means for integrating the multiplication results of the multiplying means in a time direction;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the integration result of the first integration means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the instantaneous amplitude of the input signal or a value proportional to the square of the absolute value;
Second integrating means for integrating the calculation results of the second absolute value calculating means in the time direction;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the integration result of the second integration means. A characteristic frequency difference detection apparatus is provided.
この発明では、複素正弦波発生手段によって、入力信号と基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波とを乗算し、乗算結果を積算するように構成したので、ノイズ成分が積算処理において除去され、入力信号が多くの雑音を含む場合であっても、入力信号の周波数と基準周波数との周波数差を高い精度で判別できるという効果がある。 In the present invention, the complex sine wave generating means is configured to multiply the input signal and the complex sine wave having the oscillation frequency equal to the reference frequency and integrate the multiplication results, so that the noise component is removed in the integration process, Even if the input signal includes a lot of noise, there is an effect that the frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency can be determined with high accuracy.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1の周波数判別装置及びその一部をなす周波数差検出装置の構成を示す図である。図1の周波数判別装置は入力映像信号の色副搬送波周波数が3.58MHzであるか、4.43MHzであるかを判別できるように構成されており、該周波数判別装置の一部をなす周波数差検出装置は、入力映像信号の色副搬送波周波数の、3.58MHz、4.43MHzからの差を検出できるように構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a frequency discriminating apparatus according to
直流除去回路1にはコンポジット映像信号Vcが入力される。直流除去回路1は直流におけるゲインが0で、NTSC方式またはPAL方式の色副搬送波周波数である3.58MHzから4.43MHzの周波数成分をほぼ減衰なく通過させるフィルタである。直流除去回路1は直流成分を除去することが主な目的であるので、直流に阻止域を持つバンドパスフィルタであってもよいし、直流に阻止域を持つハイパスフィルタであっても良い。また、直流成分を映像信号から引き去るクランプ回路(言いかえると、入力信号の直流レベルに相当する信号レベルを入力信号から減算して出力する回路)であってもよい。映像クランプ(たとえばペデスタルクランプ)は周知の技術である。
The composite video signal Vc is input to the
直流除去回路1の出力信号はバーストゲート2に入力される。同じくバーストゲート2に入力されるバーストゲートパルスBGPは、水平帰線期間のバックポーチの一部期間においてアクティブとなる信号である。通常この期間には、色副搬送波周波数の基準となるカラーバースト信号が重畳されている。バーストゲート2では、バーストゲートパルスBGPを用いて直流除去回路1の出力信号からカラーバースト信号を抽出する。
The output signal of the
複素正弦波発生回路3は所定の基準周波数fと等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する。乗算回路4はバーストゲート2で抽出されたカラーバースト信号と複素正弦波発生回路3で発生した複素正弦波の積を求める。乗算回路4の出力は複素数である。第1の積算回路5は、1水平期間にわたって乗算回路4の出力信号を時間方向に積算する回路である。1水平期間の計測は水平同期信号に基づいて行うことができる。たとえば水平同期信号の基準エッジが検出されるたびに積算値を0にリセットすれば、1水平期間ごとに積算結果が更新されることになる。第1の二乗回路6は、第1の積算回路5の出力信号である複素信号の絶対値の二乗を計算する。
The complex sine
一方、バーストゲート2で抽出されたカラーバースト信号は、第2の二乗回路7にも入力される。第2の二乗回路7は、バーストゲート2の出力信号の絶対値の二乗を求める。第2の積算回路8は、1水平期間にわたって第2の二乗回路7の出力信号を時間方向に積算する回路である。1水平期間の計測は水平同期信号に基づいて、第1の積算回路5と同様に行うことができる。
On the other hand, the color burst signal extracted by the
周波数差演算回路9は、第1の二乗回路6の出力信号および第2の積算回路8の出力信号を用いて、1水平期間ごとに色副搬送波周波数の、基準周波数との差を求め、該差に対応する信号を出力する。
しきい値処理回路25Aは、周波数差演算回路9で求められた周波数が所定値よりも小さいかどうかの判定を行い、判定結果を示す信号RDを出力する。
周波数差演算回路9としきい値処理回路25Aとにより、第1の二乗回路6の出力信号および第2の積算回路8の出力信号を用いて、基準周波数と色副搬送波周波数が異なるかを1水平期間ごとに判別する判別回路61が構成されている。
The frequency
The
The frequency
以下、図2から図5までを用いて図1の周波数判別装置の各部の内部構成をより詳細に説明する。 Hereinafter, the internal configuration of each part of the frequency discrimination device of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIGS.
図2は、複素正弦波発生回路3と乗算回路4の内部構成を示す図である。exp(x)を自然対数の底のx乗、jを虚数単位、πを円周率、fを複素正弦波の発振周波数、tを時間とし、複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波信号は、exp(−j2πft)であるとする。以下、簡単のため、C=cos(2πft)、S=sin(2πft)とおき、複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波信号をC−jSで表す。さらに、バーストゲート2の出力信号も複素数であるとし、これをX+jYと表す。C、S、X、Yは時間tの関数である。このとき乗算回路4の出力信号は、(X+jY)×(C−jS)となる。この実数部は、XC+YSであり、虚数部は、−XS+YCである。
FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the complex sine
上記の乗算を行うために、複素正弦波発生回路3はCで表される信号を発生する余弦波発生回路10を内蔵している。90度移相器11は、余弦波発生回路10の出力信号を90度移相することにより、−Sで表される信号を発生する。余弦波発生回路10で発生したC、および90度移相器11で発生した−Sは乗算回路4に出力される。このような構成を持つ複素正弦波発生回路3では、複素正弦波信号C−jSの実数部と虚数部を個別に出力していると考えることができる。なお、−Sは余弦波発生回路10の出力信号を90度移相させるのではなく、余弦波発生回路10と同じ要領で正弦波を発生する回路を用いることによって発生させてもよい。
In order to perform the above multiplication, the complex sine
乗算回路4は、複素信号X+jYとC−jSの積を求める回路である。複素信号X+jYは、実数部Xと虚数部Yとがそれぞれ別の端子から入力されているとする。乗算回路4は4つの乗算器を内蔵しており、第1の乗算器12はXCを計算し、第2の乗算器13は−YSを計算し、第3の乗算器14はYCを計算し、第4の乗算器15は−XSを計算する。さらに減算器16は第1の乗算器12の出力信号から第2の乗算器13の出力信号を減算して、XC+YSを求める。一方、加算器17は第3の乗算器12の出力信号と第4の乗算器13の出力信号値を加算して、−XS+YCを求める。減算器16の出力信号を実数部、加算器17の出力信号を虚数部と考えれば、乗算回路4は複素信号X+jYと複素正弦波発生回路3で発生した複素正弦波の積を計算したと考えられる。
The
なお、上記ではバーストゲート2の出力信号を複素信号X+jYであると考えたが、バーストゲート2の出力信号の虚数部Yが常に0である場合には、乗算回路4の出力信号はXC−jXSとなる。このときには第2の乗算器13、第3の乗算器14、減算器16、加算器17は不要であり、回路を簡略化することが可能である。第1の乗算器12の出力信号XCを実数部、第4の乗算器15の出力信号−XSを虚数部として出力すれば、バーストゲート2の出力信号Xと複素正弦波信号C−jSとの積を計算したことになる。
In the above description, the output signal of the
ここで、複素正弦波発生回路3はCと−Sを発生するとしたが、CとSを発生させるとしても良い。この場合でも加算と減算を適切に行う(即ち、減算器16の代わりに加算器を用い、加算器17の代わりに減算器を用いる)ことにより、複素信号X+jYとC−jSの積である実数部XC+YS、および虚数部−XS+YCが求められることは容易にわかる。これはYが常に0である場合も同様である。
Here, the complex sine
図3は、第1の積算回路5の内部構成を示す図である。第1の積算回路5は乗算回路4の出力信号を1水平期間にわたって積算する回路である。乗算回路4の出力信号は複素信号であるから、乗算回路4の出力信号の実数部を時間方向に積算する第1の積分器18、および乗算回路4の出力信号の虚数部を時間方向に積算する第2の積分器19が用意されている。第1の積分器18および第2の積分器19は水平同期信号の基準エッジが入力されるたびに積算値を出力した後、0にリセットする。第1の積分器18および第2の積分器19の積算値(リセット直前の値)は後段の第1の二乗回路に出力される。
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the first integrating
図4は、第1の二乗回路6の内部構成を示す図である。第1の二乗回路6は第1の積算回路5の出力信号である複素信号の絶対値の二乗を求める回路である。第1の積算回路5の出力信号のうち、実数部をP、虚数部をQで表せるとすると、第1の二乗回路6の出力信号は、P^2+Q^2となる。ただしx、yをそれぞれ任意の数とし、「x^y」はxのy乗を表すとする。第1の二乗回路6に内蔵されている回路のうち、第1の二乗演算器20はP^2を求める回路であり、第2の二乗演算器21はQ^2を求める回路であり、加算器22は第1の二乗演算器20の出力信号と第2の二乗演算器21の出力信号を加算して、P^2+Q^2を求める回路である。加算器22の出力信号は第1の二乗回路6の出力信号として、後段の周波数差検出回路9に出力される。
FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of the
第2の二乗回路7は、バーストゲート2の出力信号(瞬時振幅)の絶対値の二乗を求める回路である。バーストゲート2の出力信号X+jYの虚数部Yが常に0であれば、X^2を求めればよいから、第2の二乗回路7は単純な乗算器で構成できる。一方、虚数部Yが常に0ではないときには、第2の二乗回路7の出力はX^2+Y^2でなければならないから、その内部構成は図4に示す第1の二乗回路6と同様の内部構成になる。
The
第2の積算回路8は第2の二乗回路7の出力信号を1水平期間にわたって積算する回路である。第2の二乗回路7の出力信号には虚数部は存在しないから、第2の積算回路8は、第1の積算回路5に内蔵されている第1の積分器18(図3)と全く同様の構成で実現することができる。
The second integrating
図5は周波数差演算回路9の内部構成を示す図である。除算器23は第1の二乗回路6の出力信号を第2の積算回路8の出力信号で除算する。除算器23の除算結果は、後述するように複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数Fとの差dに対応した値Sdとなっている。第3の積分器24は、垂直同期信号の基準エッジが検出されるたびに積算値を0にリセットし、水平同期信号の基準エッジが検出されるたびに、現在の積算値に除算器23の除算結果を加算する回路である。
しきい値処理回路25Aは周波数差演算回路9の出力信号、即ち、第3の積分器24の出力信号である積算値が所定のしきい値よりも大きい場合にハイレベル、そうでないときにはローレベルを出力する回路である。
しきい値処理回路25Aの出力信号RDは判別回路61による周波数判別結果を示す信号である。しきい値処理回路25Aの出力信号(従って判別回路61の出力信号)がハイレベルであるときには、複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差がほとんどないことを示し、ローレベルであるときには複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差が大きいことを示している。
FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of the frequency
The
The output signal RD of the
図1乃至図5を参照して説明した回路のうち、周波数差演算回路9までの部分によって、入力映像信号の色副搬送波周波数と基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出装置が構成されており、しきい値処理回路25Aまでの部分により周波数判別装置が構成されている。直流除去回路1及びバーストゲート2は、周波数差検出装置や周波数判別装置の一部と見る場合もあり、一部でないと見る場合もある。
以下に詳しく述べるように、周波数差検出装置の出力(周波数差演算回路9の出力)は、入力映像信号の色副搬送波周波数と基準周波数の差に対応する値を持つ信号であり、しきい値処理回路25Aで、所定値との比較を行うことにより、周波数差が大きいかどうかの判定、具体的には、入力映像信号の色副搬送波周波数が3.58MHzであるか、4.43MHzであるかが判別できる。以下この点について詳しく説明する。
Of the circuits described with reference to FIGS. 1 to 5, a frequency difference detection device that detects the frequency difference between the color subcarrier frequency of the input video signal and the reference frequency is configured by the portion up to the frequency
As will be described in detail below, the output of the frequency difference detection device (the output of the frequency difference calculation circuit 9) is a signal having a value corresponding to the difference between the color subcarrier frequency of the input video signal and the reference frequency. The
直流除去回路1およびバーストゲート2によって抽出されたカラーバースト信号Xは、カラーバースト信号の振幅をA、色副搬送波周波数をFと書き、カラーバースト信号と複素正弦波との位相差をθと書くとき、
X=Asin(2πFt+θ)
で表される信号であるとする。Aはカラーバースト信号の包絡線を表し、実際には時間tの関数であるが、説明を簡単にするため、以下ではAは時間によらない定数であると仮定する。
For the color burst signal X extracted by the
X = Asin (2πFt + θ)
It is assumed that the signal is represented by A represents the envelope of the color burst signal, which is actually a function of time t, but for the sake of simplicity, it is assumed below that A is a constant independent of time.
複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波はC−jSであったから、F−f=d、F+f=Dと置くと、乗算回路4の出力信号のうち実数部は、
XC=(A/2)×{sin(2πDt+θ)+sin(2πdt+θ)}
であり、虚数部は、
−XS=(A/2)×{cos(2πDt+θ)−cos(2πdt+θ)}
となる。上記から、乗算回路4の出力信号の実数部、虚数部とも、(比較的)高い周波数Dの正弦波(または余弦波)発振と、(比較的)低い周波数dの正弦波(または余弦波)発振の和(または差)で表されていることがわかる。ここで特にF=fであるとするとd=0、D=2fとなり、実数部XCは、
XC=(A/2)×{sin(4πft+θ)+sin(θ)}
となり、虚数部−XSは、
−XS=(A/2)×{cos(4πft+θ)−cos(θ)}
となる。F=3.58、f=4.43、θ=0としたときのXCの波形を図6(a)に、−XSの波形を図6(b)に示した。同じくF=f=4.43、θ=π/3としたときのXCの波形を図7(a)に、−XSの波形を図7(b)に示した。また、図6および図7において、乗算回路4の出力信号に含まれる周波数成分の中で、周波数dの成分を破線で示した。図7からもわかるように、F=fのときには周波数dの成分は直流成分である。
Since the complex sine wave generated by the complex sine
XC = (A / 2) × {sin (2πDt + θ) + sin (2πdt + θ)}
And the imaginary part is
−XS = (A / 2) × {cos (2πDt + θ) −cos (2πdt + θ)}
It becomes. From the above, for both the real part and the imaginary part of the output signal of the
XC = (A / 2) × {sin (4πft + θ) + sin (θ)}
And the imaginary part -XS is
−XS = (A / 2) × {cos (4πft + θ) −cos (θ)}
It becomes. FIG. 6A shows the XC waveform when F = 3.58, f = 4.43, and θ = 0, and FIG. 6B shows the −XS waveform. Similarly, the XC waveform when F = f = 4.43 and θ = π / 3 is shown in FIG. 7A, and the −XS waveform is shown in FIG. 7B. In FIG. 6 and FIG. 7, the frequency d component among the frequency components included in the output signal of the
第1の積算回路5は、乗算回路4の出力信号を1水平期間にわたって積算する。積算はバーストゲート2で抽出したカラーバースト信号について行われるから、1水平期間のうち実際に積算が行われるのは、カラーバースト信号が存在している期間のみである。以下、この期間をTとおき、特にT=2000nsである場合について考える。乗算回路4の出力信号に含まれる周波数成分のうち、周波数Dの高周波成分は、その1周期分に相当する1/Dの期間だけ積算するたびに積算値は0となる。Tを1/Dに対して十分長い期間に取れば、周波数Dの成分は第1の積算回路5の積算結果にほとんど影響を与えないことになる。したがって、第1の積算回路5の積算結果は周波数dの低周波成分にのみ依存することがわかる。Fとfに大きな差がある場合には、Tは1/dに対して十分大きくなり、第1の積算回路5の積算結果は0に近くなる。一方Fとfがほぼ等しいときには、周波数dの成分はほぼ直流と見なせるから、XCの積算結果Pは、
P=(AT/2)sin(θ)
に近い値となり、−XSの積算結果Qは、
Q=−(AT/2)cos(θ)
に近いとなる。図8は図6(a)の波形を時間方向に積算した結果と、図7(a)の波形を時間方向に積算した結果を示している。図7からF=3.58MHz、f=4.43MHzのときの積算結果はF=f=4.43MHzのときと比べて0に近い値になっているのがわかる。
The
P = (AT / 2) sin (θ)
The integrated result Q of -XS is
Q = − (AT / 2) cos (θ)
It becomes close to. FIG. 8 shows the result of integrating the waveform of FIG. 6A in the time direction and the result of integrating the waveform of FIG. 7A in the time direction. It can be seen from FIG. 7 that the integration result when F = 3.58 MHz and f = 4.43 MHz is closer to 0 than when F = f = 4.43 MHz.
第1の二乗回路6は、P^2+Q^2を計算する回路である。特にF=fであるときには、
P^2+Q^2=(AT/2)^2
となり、第1の二乗回路の出力はカラーバースト信号と複素正弦波との位相差θに依存しない値になる。一方、Fとfの差が大きいときには積算結果PおよびQは0に近い値となるから、第1の二乗回路6の演算結果も0に近い値となる。図9にF=3.58、f=4.43、θ=0の場合と、F=f=4.43、θ=π/3の場合について、第1の二乗回路6の計算結果の違いを示す。図8から前者の場合の演算結果は後者に比べてかなり小さい値になっているのがわかる。
The
P ^ 2 + Q ^ 2 = (AT / 2) ^ 2
Thus, the output of the first square circuit becomes a value that does not depend on the phase difference θ between the color burst signal and the complex sine wave. On the other hand, when the difference between F and f is large, the integration results P and Q are values close to 0, so the calculation result of the
一方、カラーバースト信号は第2の二乗回路7にも入力される。第2の二乗回路7では、
X^2=(A^2)×{1−cos(4πFt+2θ)}/2
が計算される。第2の二乗回路7の出力信号は、Aの二乗に比例する直流成分と、色副搬送波周波数の2倍の周波数2Fの成分とから成る。第2の二乗回路7の出力を第2の積算回路8で時間方向に積算するとき、Tを1/(2F)より十分長い期間とすれば、2Fの周波数成分を積算した結果はほとんど0となり、(A^2)T/2が第2の積算回路8の積算結果として出力されることになる。第2の積算回路8の積算結果は色副搬送波周波数Fに依存しないため、F=3.58MHzであっても、F=4.43MHzであっても同じ結果となる。
On the other hand, the color burst signal is also input to the second
X ^ 2 = (A ^ 2) * {1-cos (4πFt + 2θ)} / 2
Is calculated. The output signal of the
以上から、周波数差演算回路9に内蔵されている除算器23において第1の二乗回路6の出力信号を第2の積算回路8の出力信号で割ると、Fとfが等しいときにはT/2となり、Fとfの差が大きくなるにしたがって0に近い値となることがわかる。同様にして、除算器23の除算結果を1垂直期間にわたって積算する第3の積分器24の出力信号も、Fとfの差が小さいほど大きな値となり、Fとfの差が大きいほど0に近い値となる。したがってしきい値処理回路25Aにおいて、第3の積分器24の出力信号を垂直同期信号の基準エッジが検出されるタイミングでしきい値処理することにより、入力映像信号の色副搬送波周波数が3.58MHzであるか、4.43MHzであるかが判別できることになる。しきい値処理回路25Aで使用するしきい値は、バーストゲートパルスBGPのパルス幅を考慮して適当に決めればよい。
From the above, when the output signal of the
ここで、カラーバースト信号にノイズが重畳されている場合を考える。最初に色副搬送波周波数Fが複素正弦波の発振周波数fとほぼ同じで、ノイズの周波数とfの差が大きい場合について考える。Fとfの差が大きいときには第1の積算回路5の積算結果が0に近い値となるのは前述したとおりである。同様にして、ノイズの周波数とfの差が大きい場合には、ノイズ成分は第1の積算回路5の積算結果にほとんど影響を与えない。一方、第2の積算回路8の積算結果はノイズによって、ノイズがない場合よりも多少大きな値となるが、その値は通常、図9に示したF=f=4.43MHzの結果とF=3.58MHz、f=4.43MHzの結果が区別できなくなるほどではない。したがって周波数差演算回路9の周波数演算結果や判別回路61の周波数判別結果はノイズによってほとんど影響を受けないと言える。
Here, consider a case where noise is superimposed on the color burst signal. First, consider a case where the color subcarrier frequency F is substantially the same as the oscillation frequency f of the complex sine wave and the difference between the noise frequency and f is large. As described above, when the difference between F and f is large, the integration result of the
次にFとfの差が大きく、かつカラーバースト信号にノイズが重畳されているときを考える。(ノイズが重畳されていない場合には)振幅がAである任意の周波数の信号について、第2の積算回路8の積算結果が(A^2)T/2となることは前述したとおりである。信号振幅の二乗は信号の電力に相当する値であり、信号の電力に時間を乗じた値は信号のエネルギーに相当する値(該エネルギーに1/2を掛けた値)である。したがって第2の二乗回路7および第2の積算回路8は、バーストゲート2の出力信号の全エネルギーに相当する値を求めていると考えることができる。同様にして、第1の二乗回路6の出力である(AT/2)^2は、周波数がfである信号のエネルギーにさらに時間Tを乗じた値に相当する値(上記「乗じた値」に1/4を掛けた値)であると考えることができる。通常はノイズが特定の周波数に集中することはないから、ノイズの全エネルギーに対して、周波数がfであるノイズ成分のエネルギーは十分小さいと考えられる。したがって除算器23の値は0に近い値になると考えられ、やはり周波数差演算回路9の周波数差演算結果や判別回路61の周波数判別結果は、ノイズの影響をほとんど受けないことがわかる。
Next, consider a case where the difference between F and f is large and noise is superimposed on the color burst signal. As described above, the integration result of the
以上の説明では、バーストゲート2の出力信号の虚数部Yが常に0である場合について周波数判別が可能であることを説明したが、バーストゲート2の出力信号が複素信号である(Y≠0である)場合も同様に周波数判別が可能である。さらにバーストゲート2の出力信号が正弦波信号である例について説明したが、周期性のある信号であれば任意の波形であってよく、例えば矩形波や三角波などである場合も同様に周波数判別が可能である。
In the above description, it has been described that the frequency can be determined when the imaginary part Y of the output signal of the
また、実施の形態1では複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波の発振周波数を4.43MHzであるとしたが、複素正弦波の発振周波数は4.43MHzに近い任意の値としてもほぼ同じ結果になる。また複素正弦波の発振周波数を3.58MHzまたは3.58MHzに近い任意の値としても良い。この場合、しきい値処理回路25Aの出力信号はF=3.58MHzのときにハイレベルとなり、F=4.43MHzのときにローレベルとなる。
このように、入力されるコンポジット映像信号Vcのカラーバーストの周波数が、2つの値のうちのいずれかであることが予め分っているときは、2つの値のうちのいずれか、またはこれは近い値に設定しておくことで、判別を行うことができる。
In the first embodiment, the oscillation frequency of the complex sine wave generated by the complex sine
Thus, when it is known in advance that the frequency of the color burst of the input composite video signal Vc is one of the two values, either of the two values or this The discrimination can be performed by setting the values close to each other.
また、実施の形態1では複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波の振幅を1としたが、複素正弦波の振幅は任意であってよい。特に複素正弦波を構成する正弦波と余弦波が異なる振幅であってもよい。
In the first embodiment, the amplitude of the complex sine wave generated by the complex sine
また、実施の形態1では3.58MHzと4.43MHzの2種類の周波数についてのみ判別するとしたが、判別すべき周波数は3種類以上存在してもよい。例えばF0からF9までの10種類の周波数を判別するなどとしても良い。この場合には複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波の発振周波数をしきい値処理回路25Aの出力信号がハイレベルとなるまで順次F0からF9まで切り替えるなどとすればよい。
In the first embodiment, only two types of frequencies of 3.58 MHz and 4.43 MHz are discriminated. However, three or more types of frequencies to be discriminated may exist. For example, ten types of frequencies from F0 to F9 may be determined. In this case, the oscillation frequency of the complex sine wave generated by the complex sine
また、実施の形態1では第1の積算回路5および第2の積算回路8の積算結果を1水平期間ごとに0にリセットするとしたが、積算の期間は任意である。たとえば積算結果を1垂直期間毎に0にリセットするとし、周波数差演算回路9に内蔵されている第3の積分器24を省略して、除算器23の出力を周波数差演算回路9の出力としてしきい値処理回路25Aに直接入力するとしても、同様に周波数差検出や周波数判別が可能である。
In the first embodiment, the integration results of the
また、実施の形態1では乗算回路4の出力信号を第1の積算回路5の入力信号としているが、たとえば乗算回路4と第1の積算回路5の間に周波数Dに阻止域を持つローパスフィルタを挿入するなどとしても良い。この場合には周波数Dに阻止域を持つローパスフィルタと第1の積算回路の組み合わせによって、カラーバースト信号と複素正弦波の積を積算した結果が生成されていると考えられる。
In the first embodiment, the output signal of the
実施の形態2.
図10はこの発明の実施の形態2の周波数判別装置及びその一部をなす周波数差検出装置の構成を示す図である。図10において、図1と同一の符号は同一又は同様の部材を示す。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the frequency discriminating apparatus according to
実施の形態2では第1の二乗回路6および第2の二乗回路7が第1の絶対値演算回路26および第2の絶対値演算回路27に置き換えられ、直流除去回路1がバーストゲート2と第2の絶対値演算回路27の間に配置されている点が実施の形態1とは異なる。
In the second embodiment, the
実施の形態1では直流除去回路1がバーストゲート2の前段に配置されていたが、これはバーストゲート2と第1の絶対値演算回路27の間に配置してもよい。複素正弦波発生回路3で発生する複素正弦波の発振周波数fは、通常、直流(周波数ゼロ)に対して十分大きな周波数であるから、バーストゲート2の出力信号に直流成分が残っていたとしても、第1の積算回路5の積算結果にほとんど影響を与えないためである。
In the first embodiment, the
図11に第1の絶対値演算回路26の内部構成を示す。平方根演算器28が追加された以外は、図4に示した第1の二乗回路6と同じ構成である。平方根演算器28は加算器22の出力信号の平方根を求める回路である。実施の形態1で説明したように加算器22の出力信号はF=fの場合には(AT/2)^2であるから、平方根演算器28の出力信号はF=fの場合、AT/2となる。
FIG. 11 shows the internal configuration of the first absolute
第2の絶対値演算回路27は、直流除去回路1の出力信号の絶対値を求める回路である。直流除去回路1の出力信号が複素信号である場合には、第2の絶対値演算回路27の内部構成は第1の絶対値演算回路26の内部構成と全く同じになる。一方、直流除去回路1の出力信号の虚数部が常に0である場合には、第2の絶対値演算回路27は実数の絶対値演算と同じ演算を行う。すなわち、直流除去回路1の出力信号レベルが0以上である場合にはそのまま通過させ、0未満である場合には符号を反転させて0より大きな信号レベルにして第2の積算回路8に出力する。第2の絶対値演算回路27の演算結果は直流成分の大小によって変わるため、直流でない特定の周波数Fについてfとの周波数差を判別する場合には前段の処理で直流成分を除去しておく必要がある。
The second absolute
直流除去回路1の出力信号がAsin(2πFt+θ)であるとすると、第2の積算回路8の出力信号は、色副搬送波周波数Fによらず、ほぼ2AT/πとなる。したがって周波数差演算回路9に内蔵されている除算器23の出力信号はF=fの場合4/πとなり、Fとfの差が大きくなるにしたがって0に近い値となる。
Assuming that the output signal of the
実施の形態1では除算器23の出力信号はTに依存する値であったが、実施の形態2では除算器23の出力信号はTに依存しない値となっている。通常カラーバースト信号が存在するのはバーストゲートパルスBGPがアクティブとなる期間の一部の期間であり、Tの値は正確にはバーストゲートパルスBGPがアクティブである間にカラーバースト信号が存在している期間を示す値である。カラーバースト信号が存在する期間は必ずしも一定ではなく、このため実施の形態1では厳密にはTの値によってしきい値を変える必要があるが、実施の形態2では周波数判別結果がTの値の変動の影響を受けないという利点がある。
In the first embodiment, the output signal of the
図10に示す周波数差演算回路中の第1の絶対値演算回路26及び第2の絶対値演算回路27の代わりに、図1に示す第1の二乗回路6及び第2の二乗回路7を用いることもできる。
また、図1に示す周波数差演算回路9中の第1の二乗回路6及び第2の二乗回路7の代わりに、図10に示す第1の絶対値演算回路26及び第2の絶対値演算回路27を用いることもできる。
図10に示した回路でも、周波数差演算回路9までの部分により、周波数差検出装置が構成され、しきい値処理回路25Aまでの部分によって周波数判別装置が構成されている。
A first
Further, instead of the first
In the circuit shown in FIG. 10 as well, a frequency difference detecting device is constituted by the portion up to the frequency
実施の形態3.
図12はこの発明の実施の形態3の周波数判別装置及びその一部をなす周波数差検出装置の構成を示す図である。図12において、図1と同一の符号は、同一又は同様の部材を示す。
実施の形態3は、実施の形態1における第1の積算回路5を第1のフィルタ回路29に、第2の積算回路7を第2のフィルタ回路30にそれぞれ置き換え、実施の形態1の周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Aとは異なる内部構成を持つ周波数差演算回路31及びしきい値処理回路25Bを用いた例である。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the frequency discriminating apparatus according to
In the third embodiment, the
図13はフィルタ回路29の内部構成を示す図である。図において、第1の係数ROM32はフィルタのタップ係数のうち、実数であるものを格納する回路であり、第2の係数ROM33はフィルタのタップ係数のうち、虚数であるものを格納する回路である。第1の畳み込み演算器34は、乗算回路4の出力信号の実数部と第1の係数ROM32に格納されている実数のタップ係数との畳み込み演算を行う回路である。同様に、第2の畳み込み演算器35は、乗算回路4の出力信号の虚数部と第2の係数ROM33に格納されている虚数のタップ係数との畳み込み演算を行い、第3の畳み込み演算器36は、乗算回路4の出力信号の虚数部と第1の係数ROM32に格納されている実数のタップ係数との畳み込み演算を行い、第4の畳み込み演算器36は、乗算回路4の出力信号の実数部と第2の係数ROM33に格納されている虚数のタップ係数との畳み込み演算を行う。減算器38は第1の畳み込み演算器34の演算結果から第2の畳み込み演算器35の演算結果を減算する回路であり、加算器39は第3の畳み込み演算器36の演算結果と第4の畳み込み演算器37の演算結果を加算する回路である。減算器38の演算結果は第1のフィルタ回路29の出力信号の実数部を表し、加算器39の演算結果はフィルタ回路30の出力信号の虚数部を表している。なお、第1のフィルタ回路29のタップ係数が実数のみである場合には、第2の係数ROM33、第2の畳み込み演算器35、第4の畳み込み演算器37、減算器38、加算器39は不要であり、第1の畳み込み演算器34の演算結果を第1のフィルタ回路29の出力信号の実数部とし、第3の畳み込み演算器36の演算結果を第1のフィルタ回路29の出力信号の虚数部とすればよい。また、第1のフィルタ回路29をアナログ回路で構成する場合には、第1の係数ROM32、第2の係数ROM33は不要であり、第1の畳み込み演算器34、第2の畳み込み演算器35、第3の畳み込み演算器36、第4の畳み込み演算器37を抵抗、コンデンサ、コイルなどの回路素子で構成することができる。
FIG. 13 is a diagram showing the internal configuration of the
第2のフィルタ回路30は、第2の二乗回路7の出力信号から高周波成分を除去するフィルタである。第2の二乗回路7の出力信号は常に実数であり、第2のフィルタ回路30の出力信号も実数であるので、第2のフィルタ回路30は第1の係数ROM32と第1の畳み込み演算器34に相当する回路で構成することができる。
The
図14は周波数差演算回路31の内部構成を示す図である。除算器40は、第1の二乗回路6の出力信号を第2のフィルタ回路30の出力信号で除算する回路である。除算はバーストゲート2を通過したカラーバースト信号についてのみ行われるとする。第4の積分器41は除算器40の出力信号を時間方向に積算する回路である。第4の積分器41の積算値は垂直同期信号の基準エッジが検出されるたびに積算値を0にリセットされる。
周波数差演算回路31の後段に接続されているしきい値処理回路25Bは、図5のしきい値処理回路25Aとは異なり、入力信号Sdが所定値よりも小さいときに、周波数差が小さいとの判定結果を示す信号RDを出力する。即ち、垂直同期信号の基準エッジが検出された時点における第4の積分器41の出力信号レベルが、所定のしきい値以上のときにハイレベル、そうでないときにローレベルを出力する。
周波数差演算回路31としきい値処理回路25Bとで、判別回路62が構成されている。
FIG. 14 is a diagram showing an internal configuration of the frequency
Unlike the threshold
The frequency
図12乃至図14を参照して説明した回路のうち、周波数差演算回路31までの部分により周波数差検出装置が構成されており、しきい値処理回路25Bまでの部分により周波数判別装置が構成されている。
以下に詳しく述べるように、周波数差検出装置の出力(周波数差演算回路31の出力)は、入力映像信号の色副搬送波周波数と基準周波数の差に対応する値を持つ信号であり、しきい値処理回路25Bで、所定値との比較を行うことにより、周波数差が大きいかどうかの判定、具体的には、入力映像信号の色副搬送波周波数が3.58MHzであるか、4.43MHzであるかが判別できる。以下この点について詳しく説明する。
Of the circuits described with reference to FIGS. 12 to 14, the frequency difference detecting device is configured by the portion up to the frequency
As will be described in detail below, the output of the frequency difference detection device (the output of the frequency difference calculation circuit 31) is a signal having a value corresponding to the difference between the color subcarrier frequency of the input video signal and the reference frequency. The
第1のフィルタ回路29は、入力信号の周波数Fと基準周波数fの和D(=F+f)に相当する周波数におけるゲインと、差d(=F−f)に相当する周波数におけるゲインが互いに異なるように構成される。例えば、最初に第1のフィルタ回路29がローパスフィルタの特性を持っている場合を考える。第1のフィルタ回路29のゲインが周波数D=F+fにおいて0であり、周波数d=F−fにおいてGであるとすれば、第1のフィルタ回路29の出力信号の実数部Pは、
P=(AG/2)×sin(2πdt+θ)
であり、虚数部Qは、
Q=−(AG/2)×cos(2πdt+θ)
となる。このとき第1の二乗回路6の出力信号は
P^2+Q^2=(AG/2)^2
となる。一方、第2のフィルタ回路30は、直流におけるゲインが入力信号の周波数の二倍の周波数におけるゲインよりも相対的に大きい。例えば、第2のフィルタ回路30のゲインが周波数2Fにおいて0、直流において1であったとすると、第2のフィルタ回路30の出力信号は(A^2)/2となる。したがって除算器40の出力信号は(G^2)/2となる。Gの値をdの値が0から離れるにしたがって小さくなるように第1のフィルタ回路29の特性を決めれば、除算器40の出力信号はFとfの周波数差を表す値になり、これを1垂直期間にわたって積算した第4の積分器41の出力信号もFとfの周波数差を表す値となる。
The
P = (AG / 2) × sin (2πdt + θ)
And the imaginary part Q is
Q = − (AG / 2) × cos (2πdt + θ)
It becomes. At this time, the output signal of the
It becomes. On the other hand, in the
しきい値処理回路25Bは、周波数差演算回路31の出力信号、即ち第4の積分器41の出力信号である積算値Sdが所定のしきい値以上の場合にハイレベル、そうでないときにはローレベルを出力する回路である。しきい値処理回路25Bの出力信号RDは周波数判別結果を示す信号である。しきい値処理回路25Bの出力信号RDがハイレベルであるときには、複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差がほとんどないことを示し、ローレベルであるときには複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差が大きいことを示している。
このようにして実施の形態3の周波数判別装置を用いても実施の形態1と同様に周波数判別が可能である。
The threshold
In this way, even with the frequency discriminating apparatus according to the third embodiment, frequency discrimination can be performed as in the first embodiment.
なお、第1のフィルタ回路29はバンドパスフィルタやハイパスフィルタの特性をもっていても良い。第1のフィルタ回路29のゲインが周波数DにおいてGであり、周波数dにおいて0である場合を考える。この場合、第1のフィルタ回路29の出力信号の実数部Pは、
P=(AG/2)×sin(2πDt+θ)
であり、虚数部Qは、
Q=(AG/2)×cos(2πDt+θ)
となる。したがって第1の乗回路6の出力信号はやはり(AG/2)^2となる。Gの値が周波数2fにおいて最大となり、周波数2fから離れるにしたがって小さくなるように決めれば、第1のフィルタ回路29にバンドパスフィルタの特性を持たせた場合も、ローパスフィルタの特性を持たせた場合と同じ結果になる。
The
P = (AG / 2) × sin (2πDt + θ)
And the imaginary part Q is
Q = (AG / 2) × cos (2πDt + θ)
It becomes. Therefore, the output signal of the
図12に示す周波数差演算回路31中の第1の二乗回路6及び第2の二乗回路7の代わりに、図10に示す第1の絶対値演算回路26及び第2の絶対値演算回路27を用いることもできる。
Instead of the first
実施の形態4.
図15はこの発明の実施の形態4の周波数判別装置及びその一部をなす周波数差検出装置の構成を示す図である。図15において、図1又は図10と同一の符号は同一又は同様の部材を示す。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the frequency discriminating apparatus according to
実施の形態1と実施の形態4の大きな違いは乗算回路4の出力信号を第1の積算回路5だけでなく、第3のフィルタ回路42にも入力している点である。直流除去回路1、バーストゲート2、複素正弦波発生回路3、乗算回路4、第1の積算回路5の接続および内部構成は実施の形態1と同じである。第1の積算回路5の出力信号は実施の形態2で説明した第1の絶対値回路26に入力される。第3のフィルタ回路42は乗算回路4の出力信号から高周波成分を除去する回路である。第3のフィルタ回路42の内部構成は図13の第1のフィルタ回路29の内部構成と同じである。第2の絶対値演算回路27は第3のフィルタ回路42の出力信号である複素信号の絶対値を求め、第3の積算回路43は第2の絶対値演算回路27の出力信号を時間方向に積算する。
The major difference between the first embodiment and the fourth embodiment is that the output signal of the
周波数差演算回路44は、第1の積算回路5の出力信号と第3の積算回路43の出力信号を用いて、入力映像信号の色副搬送波周波数と基準周波数との差を求め、該差に対応する信号を出力する。
しきい値処理回路25Cは、周波数差演算回路44で求められた周波数差が所定値よりも小さいかどうかの判定を行い、判定結果を示す信号RDを出力する。
周波数差演算回路44としきい値処理回路25Cとにより、第1の積算回路5の出力信号と第3の積算回路43の出力信号を用いて、1水平期間ごとに、色副搬送波周波数が異なるかを判別する判別回路63が構成されている。
The frequency
The
Whether the color subcarrier frequency is different for each horizontal period by using the output signal of the
図16は周波数差演算回路44の内部構成を示す図である。ライン反転パルス生成回路45は、水平同期信号の基準エッジが検出されるたびにレベルがハイレベルとローレベルの間で反転するライン反転パルスを生成する回路である。除算器46は第1の二乗回路6の出力信号を第2の積算回路の出力信号で除算する。除算器46の除算結果は、複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数Fとの差を表す値となっている。第5の積分器47は、垂直同期信号の基準エッジが検出されるたびに積算値を0にリセットし、ライン反転パルス生成回路45が生成したライン反転パルスの立ち下がりエッジが検出されるたびに、現在の積算値に除算器46の除算結果を加算する回路である。また第6の積分器48は、垂直同期信号の基準エッジが検出されるたびに積算値を0にリセットし、ライン反転パルス生成回路45が生成したライン反転パルスの立ち上がりエッジが検出されるたびに、現在の積算値に除算器46の除算結果を加算する回路である。以上の動作により、第5の積分器47と第6の積分器48のいずれか一方には偶数ラインの色副搬送波周波数と複素正弦波の発振周波数の差が格納され、もう一方には奇数ラインの色副搬送波周波数と複素正弦波の発振周波数の差に相当する値が格納されることなる。減算器49は垂直同期信号の基準エッジのタイミングで、第5の積分器47の積算値から第6の積分器48の積算値を減算する。減算器49の出力信号は周波数差演算回路44による周波数判別結果を示す信号である。周波数差演算回路44の出力信号が0に近いときには奇数ラインと偶数ラインで色副搬送波周波数と基準周波数の差がほぼ同じ程度であり、0から離れるにしたがって奇数ラインと偶数ラインで色副搬送波周波数と複素正弦波の発振周波数の差が大きく異なっている、すなわち入力映像信号がSECAM信号である可能性が高いことを示している。
FIG. 16 is a diagram showing an internal configuration of the frequency
しきい値処理回路25Cは、減算器49の出力信号である減算結果、即ち、周波数差演算回路44の出力が所定のしきい値よりも大きい場合にハイレベル、そうでないときにはローレベルを出力する回路である。しきい値処理回路25Cの出力信号RDは周波数判別結果を示す信号である。しきい値処理回路25Cの出力信号RDがハイレベルであるときには、複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差がほとんどないことを示し、ローレベルであるときには複素正弦波の発振周波数fと色副搬送波周波数の差が大きいことを示している。
The
図15及び図16に示す回路のうち、周波数差演算回路44までの部分によって周波数差検出装置が構成されており、しきい値処理回路25Cまでの部分によって周波数判別装置が構成されている。
周波数差検出装置の出力(周波数差演算回路44の出力)は、入力映像信号の色副搬送波周波数と基準周波数の差に対応する値を持つ信号であり、しきい値処理回路25Cで、所定値との比較を行うことにより、周波数差が大きいかどうかの判定、具体的には、入力映像信号がSECAM方式であるかどうかが判別できる。以下この点について詳しく説明する。
Of the circuits shown in FIGS. 15 and 16, the frequency difference detecting device is constituted by the portion up to the frequency
The output of the frequency difference detection device (the output of the frequency difference calculation circuit 44) is a signal having a value corresponding to the difference between the color subcarrier frequency of the input video signal and the reference frequency. , It is possible to determine whether the frequency difference is large, specifically, whether the input video signal is in the SECAM system. This point will be described in detail below.
実施の形態2で説明したとおり、第1の絶対値演算回路26の出力信号はF=fの場合にはAT/2となり、Fとfの差が大きくなるにしたがって0に近い値となる。一方、第3のフィルタ回路42の出力信号は、実施の形態3における第1のフィルタ回路29の出力信号と同じように考えることができる。すなわち第3のフィルタ回路42は、入力信号の周波数Fと基準周波数fの和D(=F+f)に相当する周波数におけるゲインと、差d(=F−f)に相当する周波数におけるゲインが互いに異なるように構成される。例えば、第3のフィルタ回路42のゲインが周波数Dにおいて0、周波数dにおいてGであるとすれば、第3のフィルタ回路42の出力信号の実数部Pは、
P=(AG/2)×sin(2πΔt+θ)
であり、虚数部Qは、
Q=−(AG/2)×cos(2πΔt+θ)
となる。第3のフィルタ回路42のゲインGがd付近の広い範囲において1に近い値であるとすると、第2の絶対値演算回路27の出力信号はほぼA/2となる。これは第3のフィルタ回路42のゲインが周波数dにおいて0、周波数DにおいてGである場合も同様である。これを第3の積算回路43で期間Tだけ積算すると、第3の積算回路43の出力信号はAT/2となる。
As described in the second embodiment, the output signal of the first absolute
P = (AG / 2) × sin (2πΔt + θ)
And the imaginary part Q is
Q = − (AG / 2) × cos (2πΔt + θ)
It becomes. Assuming that the gain G of the
したがって除算器46の除算結果は、F=fの場合には1となり、Fとfの差が大きくなるにしたがって0に近い値となる。SECAM方式では1水平期間毎に色副搬送波周波数が4.40625MHzと4.25MHzで切り替わるから、たとえば複素正弦波発生回路3において発生される複素正弦波の発振周波数fを4.43MHzとすると、色副搬送波周波数が4.40625MHzである水平期間の除算結果は、色副搬送波周波巣が4.25MHzである水平期間の除算結果よりも大きな値となるはずである。したがって第5の積分器47の積算値と第6の積分器48の積算結果も異なる値となるはずである。これに対して、色副搬送波周波数が一定であるPAL方式やNTSC方式では、第5の積分器47積算値と第6の積分器48の積算値はほぼ同じ値になるはずである。したがって、減算器49の出力信号レベルが0から離れているほど、偶数ラインと奇数ラインでFとfの差が大きく異なる値になっていることになり、入力映像信号がSECAM方式である可能性が高いことになる。
Therefore, the division result of the divider 46 becomes 1 when F = f, and becomes a value close to 0 as the difference between F and f increases. In the SECAM system, the color subcarrier frequency is switched between 4.40625 MHz and 4.25 MHz every horizontal period. For example, when the oscillation frequency f of the complex sine wave generated in the complex sine
実施の形態4では乗算回路4の出力信号を第3のフィルタ回路42に入力しているため、dの値が非常に大きく、周波数dがローパスフィルタの阻止域と重なる場合には周波数判別が困難になるが、一方で第3のフィルタ回路42により高周波ノイズが除去されるため、よりノイズに影響されにくい周波数判別装置を構成することができる。また、入力信号の周波数スペクトルがF0とF1の2つの周波数に集中しているような場合であっても、たとえばF0−fが第3のフィルタ回路42の通過域に設定され、F1−fが第3のフィルタ回路42に阻止域に設定されていれば、F1の周波数成分の信号エネルギーが大きい場合であっても、精度良く周波数F0の周波数判別を行うことができる。
In the fourth embodiment, since the output signal of the
なお、実施の形態4では、入力映像信号がSECAM方式であることを識別する周波数判別装置について説明したが、周波数差演算回路44及びしきい値処理回路25Cを図5で示した周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Aに置き換えれば色副搬送波周波数が3.58MHzであるか4.43MHzであるかを判別する周波数判別装置としても使用することができる。同様にして実施の形態1の周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Aを実施の形態4の周波数差演算回路44及びしきい値処理回路25Cに置き換えれば、実施の形態1である周波数判別装置を入力映像信号がSECAM方式であることを識別する周波数判別装置として用いることができる。
実施の形態2および実施の形態3の周波数判別装置についても、周波数差演算回路及びしきい値処理回路の内部構成を適当に変更することにより、入力映像信号がSECAM方式であることを識別する周波数判別装置として用いることができる。
Although the frequency discriminating apparatus for identifying that the input video signal is the SECAM system has been described in the fourth embodiment, the frequency
Also in the frequency discriminating apparatus according to the second and third embodiments, the frequency for identifying that the input video signal is the SECAM system by appropriately changing the internal configuration of the frequency difference calculation circuit and the threshold processing circuit. It can be used as a discrimination device.
実施の形態5.
図17はこの発明の実施の形態5の周波数判別装置及びその一部をなす周波数差検出装置の構成を示す図である。図17において、図12又は図15と同一の符号は、同一又は同様の部材を示す。
実施の形態5は実施の形態4の第1の積算回路5を実施の形態3の第1のフィルタ回路29に置き換え、実施の形態4の第2の積算回路43を省略した構成になっている。
また、実施の形態5では、第3のフィルタ42が第1のフィルタ29よりも広い通過域を有する。
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the frequency discriminating apparatus according to
In the fifth embodiment, the
In the fifth embodiment, the
実施の形態3において説明したように、実施の形態3における第1の二乗回路6の出力は(AG/2)^2である。第1の絶対値演算回路26の出力信号は、第1の二乗回路6の出力の平方根に等しく、その値はAG/2となる。一方、実施の形態4で説明したように、第2の絶対値演算回路27の出力信号はA/2である。したがって周波数差演算回路44に内蔵されている除算器46の出力信号はGとなる。第1のフィルタ回路29のゲインGをFとfの差または和に応じて異なる値に決めれば、実施の形態5である周波数判別装置によって実施の形態3と同じ理由でFとfの周波数差の判別が可能になる。
As described in the third embodiment, the output of the
図15に示す周波数差演算回路や、図17に示す周波数差演算回路においても、第1の絶対値演算回路26及び第2の絶対値演算回路27の代わりに、図1に示す第1の二乗回路6及び第2の二乗回路7を用いることもできる。
In the frequency difference calculation circuit shown in FIG. 15 and the frequency difference calculation circuit shown in FIG. 17, the first square shown in FIG. 1 is used instead of the first absolute
実施の形態6.
実施の形態6は、実施の形態4の周波数判別装置と同様の周波数判別装置を用いて入力映像信号の色副搬送波周波数と等しい周波数を合成する周波数合成装置の例である。図18において、図15と同一の符号は同一又は同様の部材を示す。実施の形態6では実施の形態4の周波数差演算回路44及びしきい値処理回路25Cの代わりに、実施の形態1の周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Aが用いられている。周波数差演算回路44および周波数差演算回路9はいずれも二つの入力を用いて除算を行う除算回路を備えており、両者間の置き換えが可能である。
The sixth embodiment is an example of a frequency synthesizer that synthesizes a frequency equal to the color subcarrier frequency of the input video signal using a frequency discriminator similar to the frequency discriminator of the fourth embodiment. 18, the same reference numerals as those in FIG. 15 denote the same or similar members. In the sixth embodiment, the frequency difference
図18に周波数合成装置はさらに、自走発振周波数選択回路50、位相比較器51、ループフィルタ52、発振器53を備えている。これらのうち、位相比較器51、ループフィルタ52、発振器53により、PLLが構成されている。
図18の周波数合成装置においては、図1の複素正弦波発生回路3の代わりに、複素正弦波発生回路54が用いられている。複素正弦波発生回路54は複素正弦波発生回路3と同様に、周波数fを持つ複素正弦波を発生するが、自走発振周波数選択回路50の選択結果に応じて複素正弦波の発振周波数が切替るようになっている点で異なる。
18 further includes a free-running oscillation frequency selection circuit 50, a
In the frequency synthesizer of FIG. 18, a complex sine
入力映像信号の色副搬送波信号はNTSC方式やPAL方式の規格上の値からわずかにずれていることがある。この周波数のずれを補正して入力映像信号の色副搬送波に位相同期する色副搬送波信号を再生する方法としては、PLL(位相同期ループ)を用いる方法が良く知られている。しかし、色副搬送波信号を再生するPLLのロックレンジは、一般的に3.58MHzと4.43MHzの両方の周波数を含むほど広くはない。したがって一つのPLL回路を用いて3.58MHzと4.43MHzの両方の色副搬送波を再生するためには、PLLの自走発振周波数を入力信号に応じて切り替える必要がある。 The color subcarrier signal of the input video signal may be slightly deviated from the NTSC standard or PAL standard value. A method using a PLL (phase locked loop) is well known as a method for reproducing the color subcarrier signal that is phase-synchronized with the color subcarrier of the input video signal by correcting this frequency shift. However, the lock range of a PLL that reproduces a color subcarrier signal is generally not wide enough to include both 3.58 MHz and 4.43 MHz frequencies. Therefore, in order to reproduce both 3.58 MHz and 4.43 MHz color subcarriers using a single PLL circuit, it is necessary to switch the free-running oscillation frequency of the PLL according to the input signal.
実施の形態6ではPLLの自走発振周波数を適切に切り替えるために、周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Aからなる判別回路61による周波数判別結果を用いる。周波数差演算回路9及びしきい値処理回路25Cからなる判別回路61は複素正弦波発生回路3で発生した複素正弦波の発振周波数fが入力映像信号の色副搬送波周波数Fとほぼ等しいときにハイレベル、そうでないとき(複素正弦波発生回路3で発生した複素正弦波の発振周波数fと入力映像信号の色副搬送波周波数Fの差が大きいとき)にローレベルを出力する。
In the sixth embodiment, in order to appropriately switch the free-running oscillation frequency of the PLL, the frequency discrimination result by the discrimination circuit 61 including the frequency
自走発振周波数選択回路50は判別回路61の周波数判別結果が一定期間(たとえば1垂直期間)以上ローレベルとなったときに、現在保持している自走発振周波数の値を3.58MHzと4.43MHzの間で切り替える。たとえば、現在保持している自走発振周波数の値が3.58MHzであり、判別回路61の出力信号が1垂直期間ローレベルになると、自走発振周波数の値を4.43MHzに切り替える、などのように動作する。このとき同時に(自走発振周波数選択回路50の出力に応じて)複素正弦波発生回路54は、その発振周波数fを、自走発振周波数選択回路50が選択した自走発振周波数と等しい値に切替える。
When the frequency discrimination result of the discrimination circuit 61 becomes low level for a certain period (for example, one vertical period), the free-running oscillation frequency selection circuit 50 sets the value of the free-running oscillation frequency currently held to 3.58 MHz and 4 .Switch between 43 MHz. For example, when the value of the free-running oscillation frequency currently held is 3.58 MHz and the output signal of the discrimination circuit 61 is low level for one vertical period, the value of the free-running oscillation frequency is switched to 4.43 MHz. To work. At the same time, the complex sine
上記のように、位相比較器51、ループフィルタ52、発振器53により、PLLが構成されている。アナログPLL回路では位相比較器51とループフィルタ52の間にチャージポンプが配置されるのが普通であるが、ここではディジタルPLL回路を想定し、チャージポンプは省略する。位相比較器51は、発振器53で発生した正弦波とバーストゲート2の出力信号であるカラーバースト信号を乗算して、両者の位相誤差を求める。ループフィルタ52は位相比較器51の出力信号レベルを平滑化する。発振器53は自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数の値とループフィルタ52の出力信号レベルの和に相当する周波数を持つ正弦波発振を生成する。
As described above, the
ここで、入力映像信号の色副搬送波周波数Fが3.58MHzからわずかにずれている場合を考える。もし自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数が3.58MHzであれば、判別回路61の出力はハイレベルのままであり、PLLの周知の動作によって3.58MHzからわずかにずれたFと等しい周波数が合成される。一方、自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数が4.43MHzであるときには、色副搬送波周波数FはPLLのロックレンジ外になるので、PLLはFと等しい周波数を合成することができない。しかし、長くとも1垂直期間が経過した後に判別回路61の出力はローレベルとなり、自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数は3.58MHzに切り替わる。自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数が3.58MHzになると色副搬送波周波数FはPLLのロックレンジ内となり、PLLの周知の動作によってFと等しい周波数が合成されることになる。 Here, consider a case where the color subcarrier frequency F of the input video signal is slightly shifted from 3.58 MHz. If the free-running oscillation frequency held by the free-running oscillation frequency selection circuit 50 is 3.58 MHz, the output of the discriminating circuit 61 remains at a high level and is slightly increased from 3.58 MHz by the well-known operation of the PLL. A frequency equal to the offset F is synthesized. On the other hand, when the free-running oscillation frequency held by the free-running oscillation frequency selection circuit 50 is 4.43 MHz, the color subcarrier frequency F falls outside the PLL lock range, so the PLL synthesizes a frequency equal to F. I can't. However, the output of the discrimination circuit 61 becomes a low level after one vertical period at the longest, and the free-running oscillation frequency held by the free-running oscillation frequency selection circuit 50 is switched to 3.58 MHz. When the free-running oscillation frequency held by the free-running oscillation frequency selection circuit 50 reaches 3.58 MHz, the color subcarrier frequency F falls within the PLL lock range, and a frequency equal to F is synthesized by a well-known operation of the PLL. become.
このように、ロックレンジの狭いPLL回路を使用した場合であっても、判別回路61の周波数判別結果に基づいてPLLの自走発振周波数を適当に切り替えることにより、広い範囲の周波数を合成することが可能になる。 Thus, even when a PLL circuit with a narrow lock range is used, a wide range of frequencies can be synthesized by appropriately switching the free-running oscillation frequency of the PLL based on the frequency discrimination result of the discrimination circuit 61. Is possible.
なお、実施の形態6では単一の周波数判別装置を用い複素正弦波の発振周波数fを発振器53の自走発振周波数と連動して切替えることによって、色複素搬送波周波数Fと等しい周波数を合成するものとしたが、複素正弦波の発振周波数fがそれぞれ異なる値に固定されている複数の周波数判別装置を用いることとしてもよい。例えば、複素正弦波の発振周波数fが3.58MHzである周波数判別装置と、複素正弦波の発振周波数fが4.43MHzである周波数判別装置とを用いる場合には、f=3.58MHzである周波数判別装置に内蔵されている判別回路の出力がハイレベルであり、f=4.43MHzである周波数判別装置に内蔵されている判別回路の出力がローレベルであるときには、自走発振周波数選択回路50が保持する自走発振周波数を3.58MHzとし、逆にf=3.58MHzである周波数判別装置に内蔵されている判別回路の出力がローレベルであり、f=4.43MHzである周波数周波数判別装置に内蔵されている判別回路の出力がハイレベルであるときには自走発振周波数選択回路50が保持する自走発振周波数を4.43MHzとし、二つの判別回路の出力が同じレベルであるときには自走発振周波数選択回路50が現在保持している自走発振周波数をそのまま維持するなどとすればよい。
In the sixth embodiment, a frequency equal to the color complex carrier frequency F is synthesized by switching the oscillation frequency f of the complex sine wave in conjunction with the free-running oscillation frequency of the
なお、実施の形態6では正弦波のみを発生する発振器53と複素正弦波発振回路3を個別に設けたが、発振器53を設けず、正弦波と余弦波の両方を発生する複素正弦波発生回路3で兼用してもよい。この場合、複素正弦波発生回路3は、3.58MHzで動作するモードと、4.43MHzで動作するモードの間で切り替えられ、これに伴い、周波数差演算回路9も判別内容を切り替えられる。複素正弦波発生回路3の発振周波数fを自走発振周波数選択回路50が保持している自走発振周波数の値とループフィルタ52の出力信号レベルの和に相当する周波数と等しい値にすれば、発振器53は不要になる。この場合、fはPLLのほぼロックレンジに相当する周波数範囲だけ変化することになるが、PLLのロックレンジの上限と下限の周波数差は、3.58MHzと4.43MHzの周波数差に比べて小さな値であるので、発振器53と複素正弦波発生回路3を兼用したとしても周波数差演算回路9の動作にほとんど影響を与えない。
In the sixth embodiment, the
以上実施の形態4の周波数差演算回路を用いて周波数合成装置を構成する場合について説明したが、実施の形態4の周波数差演算回路の代わりに、実施の形態1、2、3及び5のいずれの周波数差演算回路を用いても、上記と同様の周波数合成装置を構成することもできる。 Although the case where the frequency synthesizer is configured using the frequency difference arithmetic circuit according to the fourth embodiment has been described above, any one of the first, second, third, and fifth embodiments can be used instead of the frequency difference arithmetic circuit according to the fourth embodiment. A frequency synthesizer similar to the above can also be configured using this frequency difference calculation circuit.
実施の形態7.
また、互いに異なる基準周波数を持つ複数の周波数差検出装置を設け、最も小さい周波数差を示すものを出力している周波数差検出装置を選択し、上記位相同期ループの自走発振周波数を、選択された周波数差検出装置の基準周波数に連動させることとしてもよい。
図19にそのような処理を周波数合成装置の構成を示す。
図示の周波数合成装置は、第1ないし第3の周波数差検出装置71、72、73と、自走発振周波数選択回路74と、位相比較器51と、ループフィルタ52と、発振器53と、直流除去回路1と、バーストゲート2とを有する。
このうち、ループフィルタ52、発振器53、直流除去回路1、バーストゲート2は、図18に示したものと同様のものである。
Also, a plurality of frequency difference detection devices having different reference frequencies are provided, the frequency difference detection device outputting the one showing the smallest frequency difference is selected, and the free-running oscillation frequency of the phase locked loop is selected. Further, it may be linked to the reference frequency of the frequency difference detection device.
FIG. 19 shows the configuration of a frequency synthesizer that performs such processing.
The illustrated frequency synthesizer includes first to third
Among these, the
第1乃至第3の周波数差検出装置71乃至73の各々は、実施の形態1で説明した周波数差検出装置と同様の、ただし基準周波数が互いに異なる構成を有し、それぞれ入力信号の周波数と基準周波数との差に対応した信号Sd1乃至Sd3を出力する。
自走発振周波数選択回路74は、第1乃至第3の周波数差検出装置71乃至73から出力される信号Sd1乃至Sd3に基いて、最も小さい周波数差を示すものを出力している周波数差検出装置(71乃至73のいずれか)を選択し、自走発振周波数を、選択された周波数差検出装置の基準周波数に連動させる。
なお、実施の形態1の周波数差検出装置の代わりに、実施の形態2乃至5の周波数差検出装置を用いても良い。
Each of the first to third frequency
The free-running oscillation
Instead of the frequency difference detection device of the first embodiment, the frequency difference detection device of the second to fifth embodiments may be used.
1 直流除去回路、 2 バーストゲート、 3 複素正弦波発生回路、 4 乗算回路、 5 第1の積算回路、 6 第1の二乗回路、 7 第2の二乗回路、 8 第2の積算回路、 9 周波数差演算回路、 10 余弦波発生回路、 11 90度移相器、 12 第1の乗算器、 13 第2の乗算器、 14 第3の乗算器、 15 第4の乗算器、 16 減算器、 17 加算器、 18 第1の積分器、 19 第2の積分器、 20 第1の二乗演算器、 21 第2の二乗演算器、 22 加算器、 23 除算器、 24 第3の積分器、 25A,25B,25C しきい値処理回路、 26 第1の絶対値演算回路、 27 第2の絶対値演算回路、 28 平方根演算器、 29 第1のフィルタ回路、 30 第2のフィルタ回路、 31 周波数差演算回路、 32 第1の係数ROM、 33 第2の係数ROM、 34 第1の畳み込み演算器、 35 第2の畳み込み演算器、 36 第3の畳み込み演算器、 37 第4の畳み込み演算器、 38 減算器、 39 加算器、 40 除算器、 41 第4の積分器、 42 第3のフィルタ回路、 43 第3の積算回路、 44 周波数差演算回路、 45 ライン反転パルス生成回路、 46 除算器、 47 第5の積分器、 48 第6の積分器、 49 減算器、 50 自走発振周波数選択回路、 51 位相比較器、 52 ループフィルタ、 53 発振器、 71,72,73 周波数差検出装置、 74 自走発振周波数選択回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct current removal circuit, 2 Burst gate, 3 Complex sine wave generation circuit, 4 Multiplication circuit, 5 1st integrating circuit, 6 1st squaring circuit, 7 2nd squaring circuit, 8 2nd integrating circuit, 9 Frequency Difference calculation circuit, 10 cosine wave generation circuit, 11 90 degree phase shifter, 12 first multiplier, 13 second multiplier, 14 third multiplier, 15 fourth multiplier, 16 subtractor, 17 Adder, 18 first integrator, 19 second integrator, 20 first square operator, 21 second square operator, 22 adder, 23 divider, 24 third integrator, 25A, 25B, 25C threshold processing circuit, 26 first absolute value calculation circuit, 27 second absolute value calculation circuit, 28 square root calculator, 29 first filter circuit, 30 second filter circuit, 31 frequency difference calculation Circuit, 32 first coefficient ROM, 33 2 coefficient ROM, 34 first convolution calculator, 35 second convolution calculator, 36 third convolution calculator, 37 fourth convolution calculator, 38 subtractor, 39 adder, 40 divider, 41 4th integrator, 42 3rd filter circuit, 43 3rd integration circuit, 44 Frequency difference calculation circuit, 45 Line inversion pulse generation circuit, 46 Divider, 47 5th integrator, 48 6th integrator 49 subtractor, 50 free-running oscillation frequency selection circuit, 51 phase comparator, 52 loop filter, 53 oscillator, 71, 72, 73 frequency difference detection device, 74 free-running oscillation frequency selection circuit.
この発明は、入力信号の周波数と所定の基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出装置及び方法、該周波数差を判別する周波数判別装置及び方法、並びに当該周波数差検出装置や、周波数判別装置の判別結果に基づいて入力信号と等しい周波数を合成する周波数合成装置及び方法に関する。本発明は特に、多くの雑音を含む入力信号において高い検出精度、判別精度を有する周波数差検出装置及び方法、並びに周波数判別装置及び方法に関するものである。
The present invention relates to a frequency difference detection apparatus and method for detecting a frequency difference between a frequency of an input signal and a predetermined reference frequency, a frequency determination apparatus and method for determining the frequency difference, the frequency difference detection apparatus, and a frequency determination apparatus. The present invention relates to a frequency synthesizer and method for synthesizing a frequency equal to an input signal based on the discrimination result of The present invention particularly relates to a frequency difference detection device and method having high detection accuracy and discrimination accuracy in an input signal including a lot of noise, and a frequency discrimination device and method .
この発明は、
入力映像信号の色副搬送波の周波数と所定の基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出装置において、
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力映像信号の色副搬送波とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を時間方向に積算する第1の積算手段と、
前記第1の積算手段の積算結果の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記入力映像信号の色副搬送波の瞬時振幅の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段の演算結果を時間方向に積算する第2の積算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の積算手段の積算結果の比に基づいて入力映像信号の色副搬送波の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置を提供する。
This invention
In the frequency difference detection device for detecting the frequency difference between the color subcarrier frequency of the input video signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplication means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generation means by the color subcarrier of the input video signal;
First integrating means for integrating the multiplication results of the multiplying means in a time direction;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the integration result of the first integration means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second absolute value calculating means for obtaining an absolute value of an instantaneous amplitude of a color subcarrier of the input video signal or a value proportional to a square of the absolute value;
Second integrating means for integrating the calculation results of the second absolute value calculating means in the time direction;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the color subcarrier of the input video signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the integration result of the second integration means; There is provided a frequency difference detecting device characterized by comprising:
この発明では、複素正弦波発生手段によって、入力映像信号の色副搬送波と基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波とを乗算し、乗算結果を積算するように構成したので、ノイズ成分が積算処理において除去され、入力映像信号が多くの雑音を含む場合であっても、入力映像信号の色副搬送波の周波数と基準周波数との周波数差を高い精度で判別できるという効果がある。 In this invention, the complex sine wave generating means multiplies the color subcarrier of the input video signal by the complex sine wave having the oscillation frequency equal to the reference frequency, and integrates the multiplication results. is removed in the process, even when the input video signal includes much noise, there is an effect that the frequency difference between the frequency and the reference frequency of the chrominance of the input video signal subcarrier can be determined with high accuracy.
Claims (12)
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を時間方向に積算する第1の積算手段と、
前記第1の積算手段の積算結果の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記入力信号の瞬時振幅の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段の演算結果を時間方向に積算する第2の積算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の積算手段の積算結果の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置。 In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
First integrating means for integrating the multiplication results of the multiplying means in a time direction;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the integration result of the first integration means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the instantaneous amplitude of the input signal or a value proportional to the square of the absolute value;
Second integrating means for integrating the calculation results of the second absolute value calculating means in the time direction;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the integration result of the second integration means. A characteristic frequency difference detection device.
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を入力とし、前記入力信号の周波数と前記基準周波数の和に相当する周波数におけるゲインと、差に相当する周波数におけるゲインが相異なる第1のフィルタ手段と、
前記第1のフィルタ手段から出力された信号の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記入力信号の瞬時振幅の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段の演算結果を入力とし、直流におけるゲインが、前記入力信号の周波数の二倍の周波数におけるゲインよりも相対的に大きい第2のフィルタ手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2のフィルタ手段の出力の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置。 In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
A first filtering means having a multiplication result of the multiplication means as an input, a gain at a frequency corresponding to a sum of the frequency of the input signal and the reference frequency, and a gain at a frequency corresponding to a difference;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of a signal output from the first filter means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the instantaneous amplitude of the input signal or a value proportional to the square of the absolute value;
A second filter means having a calculation result of the second absolute value calculation means as an input, and a gain at a direct current relatively larger than a gain at a frequency twice the frequency of the input signal;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the output of the second filter means. A frequency difference detection device.
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を時間方向に積算する第1の積算手段と、
前記第1の積算手段の出力の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記入力信号から少なくとも直流成分を除去する直流除去手段と、
前記直流除去手段から出力された信号の瞬時振幅の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段の演算結果を時間方向に積算する第2の積算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の積算手段の出力の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置。 In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
First integrating means for integrating the multiplication results of the multiplying means in a time direction;
First absolute value calculating means for obtaining an absolute value of an output of the first integrating means or a value proportional to a square of the absolute value;
DC removing means for removing at least a DC component from the input signal;
A second absolute value calculating means for obtaining an absolute value of the instantaneous amplitude of the signal output from the direct current removing means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second integrating means for integrating the calculation results of the second absolute value calculating means in the time direction;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the output of the second integration means. A frequency difference detection device.
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を時間方向に積算する第1の積算手段と、
前記第1の積算手段の積算結果の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を入力とし、前記入力信号の周波数と前記基準周波数の和に相当する周波数におけるゲインと、差に相当する周波数におけるゲインが相異なるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段から出力された信号の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第2の絶対値演算手段から出力された信号を時間方向に積算する第2の積算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の積算手段の積算結果の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置。 In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
First integrating means for integrating the multiplication results of the multiplying means in a time direction;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of the integration result of the first integration means or a value proportional to the square of the absolute value;
Filter means having the multiplication result of the multiplication means as input, a gain at a frequency corresponding to the sum of the frequency of the input signal and the reference frequency, and a gain at a frequency corresponding to the difference are different from each other,
Second absolute value calculation means for obtaining an absolute value of a signal output from the filter means or a value proportional to the square of the absolute value;
Second integrating means for integrating the signals output from the second absolute value calculating means in the time direction;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the integration result of the second integration means. A characteristic frequency difference detection device.
前記基準周波数と等しい発振周波数を持つ複素正弦波を発生する複素正弦波発生手段と、
前記複素正弦波発生手段で発生した複素正弦波と前記入力信号とを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を入力とし、前記入力信号の周波数と前記基準周波数の和に相当する周波数におけるゲインと、差に相当する周波数におけるゲインが相異なる第1のフィルタ手段と、
前記第1のフィルタ手段から出力された信号の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第1の絶対値演算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を入力とし、前記入力信号の周波数と前記基準周波数の和に相当する周波数におけるゲインと、差に相当する周波数におけるゲインが相異なり、
かつ前記第1のフィルタ手段よりも通過域が広い
第2のフィルタ手段と、
前記第2のフィルタ手段から出力された信号の絶対値または絶対値の二乗に比例する値を求める第2の絶対値演算手段と、
前記第1の絶対値演算手段の演算結果と前記第2の絶対値演算手段の演算結果の比に基づいて入力信号の周波数と前記基準周波数との周波数差を求める周波数差演算手段と
を備えたことを特徴とする周波数差検出装置。 In the frequency difference detection device that detects the frequency difference between the frequency of the input signal and a predetermined reference frequency,
Complex sine wave generating means for generating a complex sine wave having an oscillation frequency equal to the reference frequency;
Multiplying means for multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generating means and the input signal;
A first filtering means having a multiplication result of the multiplication means as an input, a gain at a frequency corresponding to a sum of the frequency of the input signal and the reference frequency, and a gain at a frequency corresponding to a difference;
First absolute value calculation means for obtaining an absolute value of a signal output from the first filter means or a value proportional to the square of the absolute value;
The multiplication result of the multiplication means is input, and the gain at the frequency corresponding to the sum of the frequency of the input signal and the reference frequency is different from the gain at the frequency corresponding to the difference.
And second filter means having a wider passband than the first filter means;
Second absolute value calculating means for obtaining an absolute value of a signal output from the second filter means or a value proportional to the square of the absolute value;
Frequency difference calculation means for obtaining a frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency based on the ratio of the calculation result of the first absolute value calculation means and the calculation result of the second absolute value calculation means. A frequency difference detection apparatus characterized by that.
上記周波数差検出装置で検出された周波数差を所定のしきい値と比較して、上記入力信号の周波数と上記基準周波数との差が小さいか否かを判別するしきい値処理回路とを有する
周波数判別装置。 A frequency difference detection device according to any one of claims 1 to 7,
A threshold value processing circuit that compares the frequency difference detected by the frequency difference detection device with a predetermined threshold value to determine whether or not the difference between the frequency of the input signal and the reference frequency is small; Frequency discrimination device.
ことを特徴とする請求項8に記載の周波数判別装置。 When the threshold value processing circuit determines that the frequency difference between the frequency of the input signal and the reference frequency is large, the complex sine wave generating means changes the reference frequency to a different value. 9. The frequency discriminating apparatus according to claim 8, wherein
請求項8、9又は10に記載の周波数判別装置と、
前記入力信号と位相同期する信号を生成するための位相同期ループとを備え、
前記位相同期ループの自走発振周波数が前記周波数判別装置の前記基準周波数の変化に連動する
ことを特徴とする周波数合成装置。 In a frequency synthesizer that synthesizes a signal having a frequency equal to the frequency of the input signal,
A frequency discrimination device according to claim 8, 9 or 10,
A phase-locked loop for generating a signal that is phase-synchronized with the input signal,
A frequency synthesizer, wherein a free-running oscillation frequency of the phase-locked loop is linked to a change in the reference frequency of the frequency discriminating device.
相異なる基準周波数を持つ複数の請求項1乃至7のいずれかに記載の周波数差検出装置と、
前記複数の周波数差検出装置の検出結果に基づいて、上記複数の周波数差検出装置のうち、入力信号との周波数差が最も小さい基準周波数を持つものを選択する選択手段と、
前記入力信号と位相同期する信号を生成するための位相同期ループとを備え、
前記位相同期ループの自走発振周波数が前記選択手段によって選択された周波数差検出装置の基準周波数に連動する
ことを特徴とする周波数合成装置。 In a frequency synthesizer that synthesizes a signal having a frequency equal to the frequency of the input signal,
A plurality of frequency difference detection devices according to any one of claims 1 to 7 having different reference frequencies;
Based on the detection results of the plurality of frequency difference detection devices, a selection unit that selects, among the plurality of frequency difference detection devices, one having a reference frequency having the smallest frequency difference with an input signal;
A phase-locked loop for generating a signal that is phase-synchronized with the input signal,
The frequency synthesizer, wherein the free-running oscillation frequency of the phase-locked loop is linked to a reference frequency of the frequency difference detection device selected by the selection means.
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